人教版物理高二选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响同步检测卷
一、选择题
1.电容对交变电流影响的下列说法中,错误的是( )
A.交变电流能通过电容器
B.电容器具有通直流、阻交流的作用
C.电容器电容较小,它具有通高频、阻低频的作用
D.电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小
2.关于电感对交变电流的影响,以下说法中正确的是( )
A.电感对交变电流有阻碍作用
B.电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C.电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关
D.线圈的自感系数越大,交变电流的频率越低,电感对交变电流的阻碍作用就越大
3.对交变电流通过电容器的正确理解是( )
A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质
C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器
D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)
4.对扼流圈的以下说法,正确的是( )
A.扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的
B.低频扼流圈用来“通低频、阻高频”
C.高频扼流圈用来“通直流、阻交流”
D.高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用小,对高频交变电流的阻碍作用很大
5.下列说法中不正确的是( )
A.感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势,阻碍电流的变化
B.感抗大小不仅与自感系数有关,还与电流的频率有关
C.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流
D.容抗的大小不仅与电容有关,还与电流的频率有关
6.下列说法正确的是( )
A.电阻对直流、交流的阻碍作用相同,电流通过电阻时,消耗电能
B.电容器接在直流电路中,因为没有电流,所以不消耗电能,接在交流电路中,有交变电流,所以消耗电能
C.感抗对交变电流有阻碍作用,所以消耗能量
D.感抗是线圈的电阻产生的
7.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则( )
A.I′>I B.I′<I C.I′=I D.无法比较
8.如图所示的电路,F为一交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表A示数增大,可行的办法是( )
A.使发电机的转速增大
B.使发电机的转速减小
C.平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D.使电容器两板间距离增大
9.一个灯泡通过一个粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接,如图所示.一铁芯插进线圈之后,该灯将( )
A.变亮 B.变暗
C.对灯没影响 D.以上说法都不正确
10.关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )
A.电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同
B.电感对直流电和交流电均有阻碍作用
C.电容器两极板间是绝缘的,故电容支路上没有电流通过
D.交变电流的频率增加时,电阻、电感、电容的变化情况相同
11.两只相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感器串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后灯L1的亮度大于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是( )
A.最大值仍为Um,而频率大于f B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值仍为Um,而频率仍为f D.最小值仍为Um,而频率仍为f
12.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联,然后再并联到220V、50Hz的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,将交变电流的频率提高到60Hz,则发生的现象是( )
A.三灯亮度不变 B.三灯均变亮
C.L1不变、L2变亮、L3变暗 D.L1不变、L2变暗、L3变亮
13.如图所示,W是功率表,用来测量电路的电功率,电流表的读数是I,电压表的读数是U,以下说法中错误的是( )
A.当a、b间接直流时,功率表的读数P=UI
B.当a、b间接交变电流时,功率表的读数P<UI
C.当a、b间接交变电流时,功率表的读数P=UI
D.当a、b间接脉动电流时,功率表的读数P<UI
14.在收音机线路中,经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后送给下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输入给下一级,我们采用了如图所示的装置电路,其中代号a、b应选择的元件是( )
A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流线圈
B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流线圈
C.a是电容较小的电容器,b是高频扼流线圈
D.a是电容较小的电容器,b是低频扼流线圈
15.如图所示实验电路中,若直流电压和交变电压的有效值相等,S为双刀双掷开关,下面哪个叙述正确( )
A.当S掷向a、b时灯较亮,掷向c、d时灯较暗
B.当S掷向a、b时灯较暗,掷向c、d时灯较亮
C.S掷向c、d,把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮
D.S掷向c、d,电源电压不变,而使频率减小时,灯变暗
16.下列各图是电子技术中的常用电路,其中乙图中的电容器的电容C较小,丙图中的电容器的电容C较大.a、b是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“~~”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示.关于负载电阻R中得到的电流特征,下列说法中正确的是( )
甲 乙 丙
A.图甲中R得到的是交流成分 B.图乙中R得到的是高频成分
C.图乙中R得到的是低频成分 D.图丙中R得到的是交流成分
17.如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中不正确的有()
A.L在此的功能为通直流,阻交流
B.L在此的功能为通低频、阻高频
C.C1在此的功能为通交流,隔直流
D.C2在此的功能为通高频、阻低频
18.如图所示的电路中,如果交变电流的频率减小,1、2和3灯的亮度变化情况是()
A.1、2两灯均变亮,3灯变暗
B.1灯变亮,2、3灯均匀变暗
C.1灯变亮,2灯变暗,3灯亮度不变
D.1灯变暗,2灯变亮,3灯亮度不变
19.(2017高二上·大连期末)如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联,再将三者并联,接在正弦交变电路中,三只灯泡亮度相同.若保持电路两端电压有效值不变,将交变电流的频率增大,观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变.则三个盒子中的元件可能是( )
A.Ⅰ为电阻,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电感器
B.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电阻,Ⅲ为电容器
C.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电阻
D.Ⅰ为电容器,Ⅱ为电感器,Ⅲ为电阻
20.如图所示电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断不正确的是( )
A.闭合S稳定后,电容器两端电压为E
B.闭合S稳定后,电容器的a极板不带电
C.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带正电
D.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带负电
二、填空题
21.如图所示,电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个理想电感线圈,C是电容相当大的电容器,当S闭合后A灯的亮度变化情况是 ,S闭合足够长时间后再断开,B灯 。
22.在如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间,灵敏电流表G1的指针向 摆,G2的向 摆.(填“左”或“右”)
23.如图甲所示,为使灯泡最亮,开关应该连到 (A端或B端),如图乙所示,为使灯泡最亮,开关应该连到 (A端或B端)。
三、简答题
24.收音机的音量控制电路部分如图所示,调节滑动变阻器的滑片P可控制扬声器的音量,但收音机直接收到的信号有干扰,即有直流和高频信号,为此需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分.根据电容器容抗的性质,试确定C1、C2应分别用电容较大的还是较小的电容器.
25.如图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器“通交流、隔直流”,但对交流电有阻碍作用,电容越大,频率越高,容抗越小,所以选项A、C、D均正确,B错误.
故选B
【分析】电容器“通交流、隔直流”,但对交流电有阻碍作用,电容越大,频率越高,容抗越小。
2.【答案】A,B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电感对交变电流有阻碍作用,交流电频率越高,线圈自感系数越大,电感对交变电流的阻碍作用就越大,所以D错误。
故选ABC
【分析】电感对交变电流有阻碍作用,交流电频率越高,线圈自感系数越大,电感对交变电流的阻碍作用就越大。
3.【答案】C,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器能让交变电流通过,实际上是通过充、放电来完成的,定向移动的电荷并没有从一极板到另一极板,但它的充、放电,就完成了交变电流通过的任务。
故选CD
【分析】本题考查电感和电容对交变电流的影响,难度不大。
4.【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】低频扼流圈用来通直流、阻交流,也不让低频电流通过(对低频电流阻碍作用很大).而高频扼流圈对高频电流阻碍作用很大,对低频电流阻碍作用较小.高频扼流圈的自感系数较小,低频扼流圈的自感系数较大。
故选AD
【分析】低频扼流圈用来通直流、阻交流;高频扼流圈对高频电流阻碍作用很大,对低频电流阻碍作用较小。
5.【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】交流电通过线圈时,由于电流时刻变化,在线圈中产生自感电动势,自感电动势总是阻碍电流变化,这就是产生感抗的原因,A正确;
频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大,B正确;
电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器,所以C错误;
频率越高,充、放电越快,容抗越小,故D正确。
故选C
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
6.【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】A.电阻对直流、交流的阻碍作用相同,电流通过电阻时,消耗电能,正确;
B.电容器接在交流电路中,电容器通过不断的充电、放电过程,使交流电看起来“通过”了电容器,所以有交变电流“通过”,但这只是储存电能与释放电能的不断重复过程而已,电容器并没有消耗电能,错误;
C.电感对交流电只是起到阻碍作用,但对于理想电感来说它是不消耗电能的,错误;
D.感抗是由线圈的电感产生的,或者说是由线圈的电抗产生的,而不是线圈的电阻产生的,错误。
故选A
【分析】不管是交流还是直流,用电工作都会消耗电能。
7.【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小。
故选B
【分析】当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小。
8.【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】发电机转速增大,交变电流频率f增大,容抗变小,电流增大,故A正确,B错误;电容器的介电常数变小,板间距离增大,电容均变小,容抗变大,电流变小,C、D错误
故选A
【分析】电容器的介电常数变小,板间距离增大,电容均变小,容抗变大,电流变小。
9.【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯上的电压减小,所以灯变暗。
故选B
【分析】加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯上的电压会减小。
10.【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电阻的阻值对直流电和交流电的阻碍作用相同,A正确;
电感对直流电没有阻碍作用,对交流电有阻碍作用,B错误;
由于电容器不断地充放电,电路中存在充电电流和放电电流,C错误;
电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小,D错误。
故选A
【分析】电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
11.【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】灯L1的亮度大于L2的亮度,这是因为交流电频率增大,容抗减小,L1变亮,又频率增大,感抗增大,L2变暗。
故选A
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
12.【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】频率变高,线圈感抗变大,电容器容抗变小,因此L2变暗,L3变亮.电阻的大小与交变电流的频率无关,流过灯泡L1中的电流不变,因此L1亮度不变。
故选D
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
13.【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电路接直流时,线圈对直流没有感抗,电路消耗的功率为实际功率(有用功率),A正确;
当电路接交变电流时,线圈对交变电流有感抗,IU是电路的总功率,而功率表的读数是有用功率,故P<UI,B正确,C错误;
当ab间接脉动电流时,线圈上也有无用功率,D正确。
故选C
【分析】电路接直流时,线圈对直流没有感抗,电路消耗的功率为实际功率;当电路接交变电流时,线圈对交变电流有感抗,是电路的总功率。
14.【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器具有通高频、阻低频作用,这样的电容器电容应较小,故a处是电容较小的电容器.电感线圈在该电路中要求做到“通低频、阻高频”,所以b处应接一个高频扼流线圈。
故选C
【分析】电容器具有通高频、阻低频作用,电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频,据此分析可得出答案。
15.【答案】A,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】线圈对恒定电流无感抗,对交变电流有感抗,当交流电频率减小时,感抗变小,灯变亮,并且是有铁芯时感抗更大,故铁芯抽出时灯变亮。
故选AC
【分析】线圈在电路中的作用:频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大。
16.【答案】A,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器隔直流、通交流,通高频、阻低频,所以甲中R得到的是交流成分,乙中R得到的是低频成分,丙中R得到的是直流成分,A、C正确。
故选AC
【分析】电容器隔直流、通交流,通高频、阻低频。
17.【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】由于该电路要把交流的低频成分送到下一级,故低频部分不能直接从输入端短路掉,所以电感L的作用是通直流,阻交流,而不能是通低频,阻高频,故选项B有说法是不正确的。
故选B
【分析】本题考查电容、电感在电路中的作用。
18.【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】根据 可知如果交变电流的频率减小,则线圈的感抗减小,则1灯变亮;根据 可知如果交变电流的频率减小,则电容器的容抗增加,故2灯变暗;如果交变电流的频率减小,则电阻R阻值不变,故3灯亮度不变。
故选C
【分析】电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
19.【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】解:交流电频率增大,灯a变暗,阻抗变大,说明I是电感线圈,灯b变亮,阻抗变小,说明II是电容器.灯c亮度不变,说明III为电阻.故C正确,ABD错误.
故选:C.
【分析】本题关键抓住:线圈的感抗与交流电的频率成正比,电容器的容抗与频率成反比,而电阻与频率没有关系.交流电频率增大,灯泡变暗,阻抗变大,变亮,阻抗变小.即可进行分析.
20.【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】闭合S稳定后,线圈L相当于导线,则电容器被短路,则其电压为零,故A错误;
当闭合S稳定后,电容器被短路,则其电压为零,电容器的a极板不带电,故B正确;
断开S的瞬间,线圈L中电流减小,产生自感电动势,相当于电源,结电容器充电,根据线圈的电流方向不变,则电容器的a极板将带正电.故C正确,D错误。
故选AD
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器;感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
21.【答案】先亮后逐渐熄灭;逐渐熄灭
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当S闭合后,在L中会产生自感电动势阻碍电流的增加(相等于断路),所以A灯会在R-L-B-S中形成回路从而亮起来,而后由于L是一个理想电感线圈,电阻为零,所以电路稳定后,A灯被短路,所以A灯会逐渐熄灭;S闭合足够长时间后再断开,则电容器C要放电,在B灯中形成回路,故B灯逐渐熄灭。
【分析】本题考查电感电容对变化电路的分析,难度不大。
22.【答案】右;左
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电路稳定后断开,通过电阻这一支路的电流立即消失,由于电感器对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,通过电感器的电流并且通过电阻.所以含有电感器的支路的电流从“+”接线柱流入,G1指针向右摆.含有电阻的支路电流从“-”接线柱流入,G2指针向左摆。
【分析】解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小。
23.【答案】A端;B端
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器在电路中,具有隔直流通交流的作用,电感器有通直流阻交流的作用.
电流常常既有交流成分,又有直流成分,若要把交流成分输送到下一级,为使灯泡最亮,开关应该连到A端;
因为电容器有隔直流通交流的作用,为使灯泡最亮,开关应该连到B端。
【分析】解决本题的关键知道,当电容器的电容越小,频率越低时,容抗越高,电感器对电流的变化有阻碍作用,电流增大,阻碍其增大,电流减小,阻碍其减小。
24.【答案】因为容抗随交流电频率的增大而减小。由题意可知C1的作用是滤去直流成分,而且要让低频成分通过,故应选用电容较大的电容器;C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过,故选用电容较小的电容器.
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】因为容抗随交流电频率的增大而减小。由题意可知C1的作用是滤去直流成分,而且要让低频成分通过,故应选用电容较大的电容器; C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过,故选用电容较小的电容器.
【分析】容抗随交流电频率的增大而减小。
25.【答案】工作原理:含有多种成分的电流输入到C1两端时,C1将阻碍电流中的交流成分,使其被衰减;线圈L使直流电流顺利通L,一小部分交流通过L;含有少量交流的交直流到达C2两端时,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电流。C1的作用:通交流、隔直流;线圈L的作用:通直流、阻交流;C2的作用:通交流、隔直流。
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当含有多种成分的电流输入到C1两端时,由于C1具有“通交流、隔直流”的功能,电流中的交流成分被衰减;而线圈L有“通直流、阻交流”的功能,直流成分电流顺利通过L,一小部分交流通过L;到达C2两端时,由于C2具有“通交流、隔直流”的功能,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电。
所以得到直流的过程为:含有多种成分的电流输入到C1两端时,C1将阻碍电流中的交流成分,使其被衰减;线圈L使直流电流顺利通L,一小部分交流通过L;
含有少量交流的交直流到达C2两端时,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电流。
【分析】根据电容和电感对交流直流的不同作用最终得到想要的直流电;C1的作用:通交流、隔直流;线圈L的作用:通直流、阻交流;C2的作用:通交流、隔直流。
1 / 1人教版物理高二选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响同步检测卷
一、选择题
1.电容对交变电流影响的下列说法中,错误的是( )
A.交变电流能通过电容器
B.电容器具有通直流、阻交流的作用
C.电容器电容较小,它具有通高频、阻低频的作用
D.电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器“通交流、隔直流”,但对交流电有阻碍作用,电容越大,频率越高,容抗越小,所以选项A、C、D均正确,B错误.
故选B
【分析】电容器“通交流、隔直流”,但对交流电有阻碍作用,电容越大,频率越高,容抗越小。
2.关于电感对交变电流的影响,以下说法中正确的是( )
A.电感对交变电流有阻碍作用
B.电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C.电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关
D.线圈的自感系数越大,交变电流的频率越低,电感对交变电流的阻碍作用就越大
【答案】A,B,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电感对交变电流有阻碍作用,交流电频率越高,线圈自感系数越大,电感对交变电流的阻碍作用就越大,所以D错误。
故选ABC
【分析】电感对交变电流有阻碍作用,交流电频率越高,线圈自感系数越大,电感对交变电流的阻碍作用就越大。
3.对交变电流通过电容器的正确理解是( )
A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质
C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器
D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)
【答案】C,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器能让交变电流通过,实际上是通过充、放电来完成的,定向移动的电荷并没有从一极板到另一极板,但它的充、放电,就完成了交变电流通过的任务。
故选CD
【分析】本题考查电感和电容对交变电流的影响,难度不大。
4.对扼流圈的以下说法,正确的是( )
A.扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的
B.低频扼流圈用来“通低频、阻高频”
C.高频扼流圈用来“通直流、阻交流”
D.高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用小,对高频交变电流的阻碍作用很大
【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】低频扼流圈用来通直流、阻交流,也不让低频电流通过(对低频电流阻碍作用很大).而高频扼流圈对高频电流阻碍作用很大,对低频电流阻碍作用较小.高频扼流圈的自感系数较小,低频扼流圈的自感系数较大。
故选AD
【分析】低频扼流圈用来通直流、阻交流;高频扼流圈对高频电流阻碍作用很大,对低频电流阻碍作用较小。
5.下列说法中不正确的是( )
A.感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势,阻碍电流的变化
B.感抗大小不仅与自感系数有关,还与电流的频率有关
C.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流
D.容抗的大小不仅与电容有关,还与电流的频率有关
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】交流电通过线圈时,由于电流时刻变化,在线圈中产生自感电动势,自感电动势总是阻碍电流变化,这就是产生感抗的原因,A正确;
频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大,B正确;
电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器,所以C错误;
频率越高,充、放电越快,容抗越小,故D正确。
故选C
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
6.下列说法正确的是( )
A.电阻对直流、交流的阻碍作用相同,电流通过电阻时,消耗电能
B.电容器接在直流电路中,因为没有电流,所以不消耗电能,接在交流电路中,有交变电流,所以消耗电能
C.感抗对交变电流有阻碍作用,所以消耗能量
D.感抗是线圈的电阻产生的
【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】A.电阻对直流、交流的阻碍作用相同,电流通过电阻时,消耗电能,正确;
B.电容器接在交流电路中,电容器通过不断的充电、放电过程,使交流电看起来“通过”了电容器,所以有交变电流“通过”,但这只是储存电能与释放电能的不断重复过程而已,电容器并没有消耗电能,错误;
C.电感对交流电只是起到阻碍作用,但对于理想电感来说它是不消耗电能的,错误;
D.感抗是由线圈的电感产生的,或者说是由线圈的电抗产生的,而不是线圈的电阻产生的,错误。
故选A
【分析】不管是交流还是直流,用电工作都会消耗电能。
7.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则( )
A.I′>I B.I′<I C.I′=I D.无法比较
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小。
故选B
【分析】当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小。
8.如图所示的电路,F为一交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表A示数增大,可行的办法是( )
A.使发电机的转速增大
B.使发电机的转速减小
C.平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D.使电容器两板间距离增大
【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】发电机转速增大,交变电流频率f增大,容抗变小,电流增大,故A正确,B错误;电容器的介电常数变小,板间距离增大,电容均变小,容抗变大,电流变小,C、D错误
故选A
【分析】电容器的介电常数变小,板间距离增大,电容均变小,容抗变大,电流变小。
9.一个灯泡通过一个粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接,如图所示.一铁芯插进线圈之后,该灯将( )
A.变亮 B.变暗
C.对灯没影响 D.以上说法都不正确
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯上的电压减小,所以灯变暗。
故选B
【分析】加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯上的电压会减小。
10.关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )
A.电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同
B.电感对直流电和交流电均有阻碍作用
C.电容器两极板间是绝缘的,故电容支路上没有电流通过
D.交变电流的频率增加时,电阻、电感、电容的变化情况相同
【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电阻的阻值对直流电和交流电的阻碍作用相同,A正确;
电感对直流电没有阻碍作用,对交流电有阻碍作用,B错误;
由于电容器不断地充放电,电路中存在充电电流和放电电流,C错误;
电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小,D错误。
故选A
【分析】电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
11.两只相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感器串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后灯L1的亮度大于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是( )
A.最大值仍为Um,而频率大于f B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值仍为Um,而频率仍为f D.最小值仍为Um,而频率仍为f
【答案】A
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】灯L1的亮度大于L2的亮度,这是因为交流电频率增大,容抗减小,L1变亮,又频率增大,感抗增大,L2变暗。
故选A
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
12.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联,然后再并联到220V、50Hz的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,将交变电流的频率提高到60Hz,则发生的现象是( )
A.三灯亮度不变 B.三灯均变亮
C.L1不变、L2变亮、L3变暗 D.L1不变、L2变暗、L3变亮
【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】频率变高,线圈感抗变大,电容器容抗变小,因此L2变暗,L3变亮.电阻的大小与交变电流的频率无关,流过灯泡L1中的电流不变,因此L1亮度不变。
故选D
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器。
13.如图所示,W是功率表,用来测量电路的电功率,电流表的读数是I,电压表的读数是U,以下说法中错误的是( )
A.当a、b间接直流时,功率表的读数P=UI
B.当a、b间接交变电流时,功率表的读数P<UI
C.当a、b间接交变电流时,功率表的读数P=UI
D.当a、b间接脉动电流时,功率表的读数P<UI
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电路接直流时,线圈对直流没有感抗,电路消耗的功率为实际功率(有用功率),A正确;
当电路接交变电流时,线圈对交变电流有感抗,IU是电路的总功率,而功率表的读数是有用功率,故P<UI,B正确,C错误;
当ab间接脉动电流时,线圈上也有无用功率,D正确。
故选C
【分析】电路接直流时,线圈对直流没有感抗,电路消耗的功率为实际功率;当电路接交变电流时,线圈对交变电流有感抗,是电路的总功率。
14.在收音机线路中,经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后送给下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输入给下一级,我们采用了如图所示的装置电路,其中代号a、b应选择的元件是( )
A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流线圈
B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流线圈
C.a是电容较小的电容器,b是高频扼流线圈
D.a是电容较小的电容器,b是低频扼流线圈
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器具有通高频、阻低频作用,这样的电容器电容应较小,故a处是电容较小的电容器.电感线圈在该电路中要求做到“通低频、阻高频”,所以b处应接一个高频扼流线圈。
故选C
【分析】电容器具有通高频、阻低频作用,电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频,据此分析可得出答案。
15.如图所示实验电路中,若直流电压和交变电压的有效值相等,S为双刀双掷开关,下面哪个叙述正确( )
A.当S掷向a、b时灯较亮,掷向c、d时灯较暗
B.当S掷向a、b时灯较暗,掷向c、d时灯较亮
C.S掷向c、d,把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮
D.S掷向c、d,电源电压不变,而使频率减小时,灯变暗
【答案】A,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】线圈对恒定电流无感抗,对交变电流有感抗,当交流电频率减小时,感抗变小,灯变亮,并且是有铁芯时感抗更大,故铁芯抽出时灯变亮。
故选AC
【分析】线圈在电路中的作用:频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大。
16.下列各图是电子技术中的常用电路,其中乙图中的电容器的电容C较小,丙图中的电容器的电容C较大.a、b是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“~~”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示.关于负载电阻R中得到的电流特征,下列说法中正确的是( )
甲 乙 丙
A.图甲中R得到的是交流成分 B.图乙中R得到的是高频成分
C.图乙中R得到的是低频成分 D.图丙中R得到的是交流成分
【答案】A,C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器隔直流、通交流,通高频、阻低频,所以甲中R得到的是交流成分,乙中R得到的是低频成分,丙中R得到的是直流成分,A、C正确。
故选AC
【分析】电容器隔直流、通交流,通高频、阻低频。
17.如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中不正确的有()
A.L在此的功能为通直流,阻交流
B.L在此的功能为通低频、阻高频
C.C1在此的功能为通交流,隔直流
D.C2在此的功能为通高频、阻低频
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】由于该电路要把交流的低频成分送到下一级,故低频部分不能直接从输入端短路掉,所以电感L的作用是通直流,阻交流,而不能是通低频,阻高频,故选项B有说法是不正确的。
故选B
【分析】本题考查电容、电感在电路中的作用。
18.如图所示的电路中,如果交变电流的频率减小,1、2和3灯的亮度变化情况是()
A.1、2两灯均变亮,3灯变暗
B.1灯变亮,2、3灯均匀变暗
C.1灯变亮,2灯变暗,3灯亮度不变
D.1灯变暗,2灯变亮,3灯亮度不变
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】根据 可知如果交变电流的频率减小,则线圈的感抗减小,则1灯变亮;根据 可知如果交变电流的频率减小,则电容器的容抗增加,故2灯变暗;如果交变电流的频率减小,则电阻R阻值不变,故3灯亮度不变。
故选C
【分析】电阻的阻值与交流电的频率无关,感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
19.(2017高二上·大连期末)如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联,再将三者并联,接在正弦交变电路中,三只灯泡亮度相同.若保持电路两端电压有效值不变,将交变电流的频率增大,观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变.则三个盒子中的元件可能是( )
A.Ⅰ为电阻,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电感器
B.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电阻,Ⅲ为电容器
C.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电阻
D.Ⅰ为电容器,Ⅱ为电感器,Ⅲ为电阻
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】解:交流电频率增大,灯a变暗,阻抗变大,说明I是电感线圈,灯b变亮,阻抗变小,说明II是电容器.灯c亮度不变,说明III为电阻.故C正确,ABD错误.
故选:C.
【分析】本题关键抓住:线圈的感抗与交流电的频率成正比,电容器的容抗与频率成反比,而电阻与频率没有关系.交流电频率增大,灯泡变暗,阻抗变大,变亮,阻抗变小.即可进行分析.
20.如图所示电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断不正确的是( )
A.闭合S稳定后,电容器两端电压为E
B.闭合S稳定后,电容器的a极板不带电
C.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带正电
D.断开S后的很短时间里,电容器的a极板将带负电
【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】闭合S稳定后,线圈L相当于导线,则电容器被短路,则其电压为零,故A错误;
当闭合S稳定后,电容器被短路,则其电压为零,电容器的a极板不带电,故B正确;
断开S的瞬间,线圈L中电流减小,产生自感电动势,相当于电源,结电容器充电,根据线圈的电流方向不变,则电容器的a极板将带正电.故C正确,D错误。
故选AD
【分析】频率越高,电流变化越快,自感电动势越大;线圈自感系数越大,自感电动势越大,对电流的变化阻碍作用越大,感抗越大;电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的,并无电荷通过电容器;感抗随交流电频率的增大而增大,容抗随交流电频率的增大而减小。
二、填空题
21.如图所示,电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个理想电感线圈,C是电容相当大的电容器,当S闭合后A灯的亮度变化情况是 ,S闭合足够长时间后再断开,B灯 。
【答案】先亮后逐渐熄灭;逐渐熄灭
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当S闭合后,在L中会产生自感电动势阻碍电流的增加(相等于断路),所以A灯会在R-L-B-S中形成回路从而亮起来,而后由于L是一个理想电感线圈,电阻为零,所以电路稳定后,A灯被短路,所以A灯会逐渐熄灭;S闭合足够长时间后再断开,则电容器C要放电,在B灯中形成回路,故B灯逐渐熄灭。
【分析】本题考查电感电容对变化电路的分析,难度不大。
22.在如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间,灵敏电流表G1的指针向 摆,G2的向 摆.(填“左”或“右”)
【答案】右;左
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电路稳定后断开,通过电阻这一支路的电流立即消失,由于电感器对电流的变化有阻碍作用,会阻碍其减小,通过电感器的电流并且通过电阻.所以含有电感器的支路的电流从“+”接线柱流入,G1指针向右摆.含有电阻的支路电流从“-”接线柱流入,G2指针向左摆。
【分析】解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用,当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小。
23.如图甲所示,为使灯泡最亮,开关应该连到 (A端或B端),如图乙所示,为使灯泡最亮,开关应该连到 (A端或B端)。
【答案】A端;B端
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】电容器在电路中,具有隔直流通交流的作用,电感器有通直流阻交流的作用.
电流常常既有交流成分,又有直流成分,若要把交流成分输送到下一级,为使灯泡最亮,开关应该连到A端;
因为电容器有隔直流通交流的作用,为使灯泡最亮,开关应该连到B端。
【分析】解决本题的关键知道,当电容器的电容越小,频率越低时,容抗越高,电感器对电流的变化有阻碍作用,电流增大,阻碍其增大,电流减小,阻碍其减小。
三、简答题
24.收音机的音量控制电路部分如图所示,调节滑动变阻器的滑片P可控制扬声器的音量,但收音机直接收到的信号有干扰,即有直流和高频信号,为此需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分.根据电容器容抗的性质,试确定C1、C2应分别用电容较大的还是较小的电容器.
【答案】因为容抗随交流电频率的增大而减小。由题意可知C1的作用是滤去直流成分,而且要让低频成分通过,故应选用电容较大的电容器;C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过,故选用电容较小的电容器.
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】因为容抗随交流电频率的增大而减小。由题意可知C1的作用是滤去直流成分,而且要让低频成分通过,故应选用电容较大的电容器; C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过,故选用电容较小的电容器.
【分析】容抗随交流电频率的增大而减小。
25.如图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
【答案】工作原理:含有多种成分的电流输入到C1两端时,C1将阻碍电流中的交流成分,使其被衰减;线圈L使直流电流顺利通L,一小部分交流通过L;含有少量交流的交直流到达C2两端时,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电流。C1的作用:通交流、隔直流;线圈L的作用:通直流、阻交流;C2的作用:通交流、隔直流。
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】当含有多种成分的电流输入到C1两端时,由于C1具有“通交流、隔直流”的功能,电流中的交流成分被衰减;而线圈L有“通直流、阻交流”的功能,直流成分电流顺利通过L,一小部分交流通过L;到达C2两端时,由于C2具有“通交流、隔直流”的功能,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电。
所以得到直流的过程为:含有多种成分的电流输入到C1两端时,C1将阻碍电流中的交流成分,使其被衰减;线圈L使直流电流顺利通L,一小部分交流通过L;
含有少量交流的交直流到达C2两端时,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电流。
【分析】根据电容和电感对交流直流的不同作用最终得到想要的直流电;C1的作用:通交流、隔直流;线圈L的作用:通直流、阻交流;C2的作用:通交流、隔直流。
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